此文為中國(guó)電子報(bào)原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)注來(lái)源及作者。
8月16日，第十屆中國(guó)電子信息博覽會(huì)（CITE 2022）開幕峰會(huì)在深圳舉辦。開幕峰會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、深圳國(guó)際量子研究院院長(zhǎng)俞大鵬發(fā)表了題為“量子計(jì)算：顛覆性算力”的演講。俞大鵬在演講中表示，理論上講，量子計(jì)算具有無(wú)與倫比的算力，是智能處理無(wú)序大規(guī)模數(shù)據(jù)的顛覆性技術(shù)。
誰(shuí)先擁有通用量子計(jì)算機(jī)，誰(shuí)就擁有未來(lái)世界
俞大鵬首先回顧了量子科學(xué)的發(fā)展史。不管是牛頓經(jīng)典力學(xué)還是量子力學(xué)，都是人類仰望天空和腳踏實(shí)地的結(jié)果。
俞大鵬在演講中表示，微觀粒子所遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的量子力學(xué)也就不同于描述宏觀物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的經(jīng)典力學(xué)。
“量子力學(xué)從建立到現(xiàn)在已經(jīng)122年了，量子科技已實(shí)實(shí)在在得到了應(yīng)用?！庇岽簌i表示，量子力學(xué)最成功的應(yīng)用是在電子信息技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)階段，人工智能、元宇宙、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，推動(dòng)量子計(jì)算再次走入公眾視野。俞大鵬表示，第四次工業(yè)革命的基本特征就是萬(wàn)物互聯(lián)互通，是信息物理化、信息數(shù)字化。在這一背景下，馮·諾依曼計(jì)算機(jī)構(gòu)架數(shù)字計(jì)算將碰到物理極限，摩爾定律將走到盡頭，這是由其物理原理決定的。
另一方面，當(dāng)前數(shù)據(jù)量每?jī)赡攴环?，每個(gè)人都是大數(shù)據(jù)的創(chuàng)造者，巨大的算力需求讓量子計(jì)算的應(yīng)用勢(shì)在必行。俞大鵬表示，現(xiàn)在是信息爆炸的時(shí)代，從擁有非常多攝像頭的智慧城市，到擁有海量數(shù)據(jù)的國(guó)家基因庫(kù)，海量的算力需求把目前還不那么強(qiáng)大的量子技術(shù)推到人們面前。
此外，人們操控微觀世界的能力也有質(zhì)的提升。俞大鵬表示，目前人類對(duì)離子、原子、光子等微觀粒子的精確操控能力達(dá)到空前高度，量子調(diào)控技術(shù)也日趨成熟。
“信息時(shí)代呼喚顛覆性智能信息技術(shù)，量子計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生?！庇岽簌i還提到，量子計(jì)算的最大優(yōu)勢(shì)是能夠充分利用量子力學(xué)的所有優(yōu)質(zhì)資源。相比于經(jīng)典計(jì)算，基于量子疊加和量子糾纏等原理的量子計(jì)算機(jī)，有望發(fā)揮極限效應(yīng)進(jìn)行信息處理，因而能夠快速解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)不能有效解決的問(wèn)題。
“把通用量子計(jì)算機(jī)比作曼哈頓工程，一點(diǎn)也不為過(guò)。誰(shuí)率先擁有通用量子計(jì)算機(jī)，誰(shuí)就擁有世界。”俞大鵬在演講中表示，信息時(shí)代，算力決定一切。量子計(jì)算具有無(wú)與倫比的算力，是國(guó)家技術(shù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。量子計(jì)算受復(fù)雜、大規(guī)模海量數(shù)據(jù)、智能處理需求驅(qū)動(dòng)，為以數(shù)字化為特征的第四次工業(yè)革命提供強(qiáng)大算力。
量子計(jì)算的潛在應(yīng)用和未來(lái)幾十年的市場(chǎng)規(guī)模將非?？捎^。俞大鵬表示，量子計(jì)算機(jī)對(duì)于特定問(wèn)題具有無(wú)與倫比的速度優(yōu)勢(shì)。他還引用了世界經(jīng)濟(jì)論壇當(dāng)時(shí)給出的觀點(diǎn)：“量子計(jì)算將給科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及生活的每一個(gè)層面帶來(lái)變革?！?/p>
據(jù)介紹，在量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈中，設(shè)備供應(yīng)、芯片加工、硬件制造、云平臺(tái)、量子軟件/算法、工業(yè)應(yīng)用等方面，是全球業(yè)界都在布局的重大方向。
量子計(jì)算機(jī)挑戰(zhàn)人類極限，不能僅靠物理學(xué)家單干
據(jù)介紹，當(dāng)前，我國(guó)在量子計(jì)算的研發(fā)上還面臨一些挑戰(zhàn)。對(duì)此，俞大鵬認(rèn)為，科學(xué)研究要著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，不能急功近利?？茖W(xué)家要能夠提出重大的科學(xué)問(wèn)題，知道重大技術(shù)的挑戰(zhàn)，還要清楚重大工程應(yīng)用領(lǐng)域。
“很多科研人士都只會(huì)使用科學(xué)儀器。真正的科學(xué)家必須能創(chuàng)造儀器?！庇岽簌i表示，量子計(jì)算機(jī)是挑戰(zhàn)人類操控微觀世界極限能力的系統(tǒng)工程，單靠物理學(xué)家是不行的。要研發(fā)出真正有用的量子計(jì)算機(jī)，人們?cè)诹孔臃矫婺茏龅闹挥?0%，80%則需要在操作軟件、電子電器等方面做到極致。
俞大鵬在演講中還提到了量子計(jì)算本身面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。比如，量子計(jì)算機(jī)現(xiàn)在有幾種不同的研發(fā)路徑，包括超導(dǎo)量子計(jì)算、離子阱量子計(jì)算、硅量子點(diǎn)量子計(jì)算、拓?fù)淞孔佑?jì)算等，每一種技術(shù)路線的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都同樣明顯。
針對(duì)如何發(fā)展量子計(jì)算，俞大鵬給出了建議。他表示，首先，我國(guó)量子計(jì)算目前還處于發(fā)展的初級(jí)階段，需要培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)。目前，深圳正在按照“20+8”布局戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群，進(jìn)行量子信息產(chǎn)業(yè)的建設(shè)。其次，量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)需要跨學(xué)科人才。研發(fā)量子計(jì)算機(jī)不能只靠物理學(xué)家，還需要計(jì)算機(jī)軟硬件、電子電氣等交叉學(xué)科的人才參與研發(fā)。再次，要意識(shí)到制造量子計(jì)算機(jī)比研究量子計(jì)算更緊迫，先制造出量子計(jì)算機(jī)，再進(jìn)行迭代。最后，要做好量子科技科普，加強(qiáng)人才培養(yǎng)、儲(chǔ)備未來(lái)人才。
量子計(jì)算密集“上新”，最新成果哪家強(qiáng)？
“十年磨一劍”，第十屆中國(guó)電子信息博覽會(huì)盛大開幕
作者丨張依依
編輯丨諸玲珍
攝影丨張鵬
美編丨馬利亞
監(jiān)制丨連曉東
